卷式炭膜膜組件的研制.pdf

1、氣體分離膜技術(shù)是一種新型氣體分離技術(shù)，它具有能耗低、分離效率高、容易操作等優(yōu)點。性能優(yōu)異的膜材料是膜分離技術(shù)的核心，炭膜作為一種新型的無機膜，在氣體分離方面具有優(yōu)異的選擇性，使得它具有廣闊的發(fā)展前景。將膜材料制備成填裝密度高、結(jié)構(gòu)簡單、易于放大的膜組件是將膜材料付諸實際應(yīng)用的前提。常用的氣體分離膜組件包括卷式、管式、板框式和中空纖維式膜組件，其中卷式膜組件的填裝密度較高，能夠?qū)Ψ蛛x膜污染的控制、操作難度、堆積密度和滲透量的大小等重要問題

2、進行較好的平衡，在工業(yè)應(yīng)用中受到青睞。大連理工大學(xué)炭膜及多孔炭材料課題組研制出一種柔性的卷式炭膜，解決了傳統(tǒng)炭膜機械強度差、不具有柔韌性的問題。為了推進卷式炭膜的工業(yè)化應(yīng)用，本文針對卷式炭膜的膜組件制備進行研究。
　　本文從研究粘結(jié)劑的基本性能入手，通過對粘結(jié)劑的固化時間、氣密性、剝離強度以及氣體滲透性的考察，選擇出適宜制備炭膜膜組件的粘結(jié)劑;研究卷式炭膜膜組件中膜元件的直徑隨膜袋數(shù)量的變化關(guān)系，計算相關(guān)位置參數(shù)，并確定膜片、隔網(wǎng)

3、等的位置關(guān)系，研究、選擇和優(yōu)化膜組件的卷制方法;制備出適用于卷式炭膜氣體分離的膜組件。
　　單組份聚氨酯粘結(jié)劑的固化時間長、氣密性好、剝離強度大、測試氣體幾乎不能滲透，因此制備卷式炭膜膜組件效果最好的粘結(jié)劑是單組份聚氨酯。對膜組件卷制方法進行研究，得出每增加一個膜口袋，膜元件的橫截面積量增加1592mm2，得出不同個數(shù)的膜口袋制備膜元件的相應(yīng)直徑，并計算錯位量。粘結(jié)劑的質(zhì)量隨固化時間的變化先升高后降低，結(jié)合粘結(jié)劑的固化機理分析得出

4、膜組件的卷制時間要控制在1個小時內(nèi)。單組份聚氨酯粘結(jié)劑對卷式炭膜的浸潤性優(yōu)于聚合物膜，因此其對于卷式炭膜的粘附效果比聚合物膜更好。為了進行膜組件的氣體滲透性能測試，配制甲烷與二氧化碳的混合氣，根據(jù)二者的配氣質(zhì)量流量所得的甲烷濃度為x(％)，配制完成的混合氣中甲烷的濃度為y(％)，x與y的關(guān)系為:y=0.9198x+0.0389。利用所配制的混合氣對制備的膜組件進行氣體滲透性能測試，膜組件的氣體分離選擇性與膜片的氣體分離性能吻合，結(jié)果合理